Астроном нашёл "ось вращения Вселенной"

Учёный из США получил данные, которые грозят перевернуть представления об эволюции Вселенной.

Большинство космологов сходятся в том, что в самых крупных масштабах Вселенная однородна. Другими словами, все достаточно большие области космоса (от сотен миллионов до миллиардов световых лет в диаметре) похожи друг на друга как две капли воды.

Лиор Шамир (Lior Shamir) из Канзасского университета, обработав огромный массив наблюдательных данных, показал, что это не так.

Исследователь интересовался вопросом, в какую сторону вращаются спиральные галактики, которые мы можем наблюдать с Земли. Напомним, что такие звёздные системы напоминают диски, вращающиеся вокруг своей оси. Они могут вращаться как по часовой стрелке, так и против неё (если смотреть с северного полюса галактики). Разумеется, при взгляде с южного полюса направление вращения противоположное.

Земной наблюдатель может взять достаточно крупную область неба и сравнить количество галактик, вращающихся в ней по часовой стрелке и против неё. При этом, если Вселенная действительно однородна в больших масштабах, тех и других должно быть поровну. И это не будет зависеть от того, где именно расположена та или иная выбранная область. В однородном космосе не должно быть обширных регионов, населённых преимущественно "левыми" или "правыми" звёздными системами.

Спиральные галактики демонстрируют ярко выраженное вращение вокруг своей оси (в отличие от галактик других типов).
Фото FORS, 8.2-meter VLT Antu, ESO.

Однако факты, похоже, говорят об ином. Шамир проанализировал наблюдательные данные более чем о 200 тысячах спиральных галактик, собранных в обзорах SDSS и Pan-STARRS, и получил неожиданные результаты.

Прежде всего, при взгляде с Земли число "левых" и "правых" звёздных систем отличается примерно на 2%. Эта разница может показаться небольшой. Но, когда речь идёт о сотнях тысяч галактик, крайне маловероятно, что это случайность. По подсчётам Шамира, вероятность такого совпадения составляет один к четырём миллиардам.

Более того, эта асимметрия усиливается при удалении от Земли, то есть при наблюдении всё более ранней Вселенной.

Поясним. Свет от самых далёких из охваченных исследованием галактик добирался до земных телескопов четыре миллиарда лет. Это значит, что астрономы видят подобную звёздную систему такой, какой она была четыре миллиарда лет назад. (Напомним, что возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет.)

Таким образом, наблюдая удалённые объекты, мы заглядываем во всё более далёкое прошлое космоса. И, похоже, когда мир был более молодым, разница между количеством "левых" и "правых" галактик была ещё больше, чем теперь.

Но дело не только в том, что тех и других разное количество. Они ещё и сложным образом распределены по небу. Согласно расчётам эксперта, это распределение имеет квадрупольную (четырёхполюсную) структуру.

"Если у Вселенной есть ось, то это не просто единственная ось, как у карусели, — говорит Шамир. — Это сложное выравнивание нескольких осей, которое, кроме того, имеет определённый дрейф".

Согласно расчётам автора, эта структура не могла возникнуть в наблюдательных данных из-за случайного наложения шумов. Почти во всех изученных областях неба её статистическая значимость не меньше трёх сигм. А это значит, что вероятность подобной случайности составляет меньше 0,3%.

Статистическая значимость квадрупольного распределения направления вращения галактик. Значимость в пять сигм считается гарантией надёжности открытия. Перевод "Вести.Наука".
Иллюстрация Kansas State University.

Интересно, что астрономы уже наблюдали во Вселенной глобальную асимметрию, связанную с распределением реликтового излучения. Но эти данные могли быть и ошибкой, порождённой, например, фоновым излучением Млечного Пути.

Новые данные принципиально иного рода. Разумеется, есть много факторов, влияющих на то, сколько спиральных галактик мы увидим в той или иной части неба. Например, где-то могут быть расположены пылевые облака, поглощающие их излучение.

Но все эти эффекты должны влиять на все без исключения галактики, независимо от того в каком направлении они вращаются. Очень трудно представить себе, какой мешающий наблюдениям фактор мог бы "предпочитать" звёздные системы с определённым направлением вращения.

Кроме того, важно, что в исследовании были использованы данные двух разных обзоров, и они дали один и тот же результат.

"Здесь нет ошибок или зашумления, которые могли бы проявить себя через такие уникальные, сложные и последовательные модели, — настаивает Шамир. — У нас есть два разных обзора неба, демонстрирующих одну и ту же структуру, даже когда [наблюдавшиеся] галактики совершенно разные. Нет ошибок, которые могут к этому привести. Такова Вселенная, в которой мы живём. Таков наш дом".

Исследователь сообщил о своих результатах на 236-м симпозиуме Американского астрономического общества (236th American Astronomical Society meeting).

Разумеется, выводы Шамира должны быть тщательно проверены независимыми экспертами. Только тогда можно будет с уверенностью говорить об открытии.